الفرق بين التخمير الهوائي واللاهوائي

2024 مؤلف: Alex Aldridge | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 13:32

الفرق الرئيسي - التخمير الهوائي مقابل اللاهوائي

مصطلح التخمير الهوائي هو تسمية خاطئة لأن التخمير لا هوائي ، أي أنه لا يتطلب الأكسجين. وبالتالي ، فإن التخمير الهوائي لا يشير في الواقع إلى عملية التخمير ؛ تشير هذه العملية إلى عملية التنفس الخلوي. الفرق الرئيسي بين التخمير الهوائي واللاهوائي هو أن التخمير الهوائي يستخدم الأكسجين في حين أن التخمير اللاهوائي لا يستخدم الأكسجين. ستتم مناقشة الاختلافات الأخرى في هذه المقالة.

ما هو التخمير الهوائي

كما هو مذكور أعلاه ، فإن مصطلح "التخمير الهوائي" تم تسميته بشكل خاطئ لأن التخمير هو عملية لا هوائية. ببساطة ، هذه عملية حرق السكريات البسيطة إلى طاقة في الخلايا. علميًا أكثر ، يمكن أن يطلق عليه التنفس الهوائي.

يمكن تعريفها بأنها عملية إنتاج الطاقة الخلوية في وجود الأكسجين. ينتج ما يقرب من 36 جزيء ATP عن طريق تكسير الأطعمة في الميتوكوندريا. يتضمن ثلاث خطوات وهي تحلل السكر ودورة حامض الستريك ونظام نقل الإلكترون. يستهلك الكربوهيدرات والدهون والبروتينات. المنتجات النهائية لهذه العملية هي ثاني أكسيد الكربون والماء.

رد فعل مبسط

C₆H₁₂O₆(ق) + 6 O₂(g) → 6 CO₂(g) + 6 H_{2O (l) + الحرارة}

ΔG=−2880 kJ لكل مول من C₆H₁₂O₆

(-) يشير إلى أن التفاعل يمكن أن يحدث تلقائيًا

عملية التنفس الهوائية

1. تحلل السكر

إنه مسار أيضي يحدث في العصارة الخلوية للخلايا في الكائنات الحية. يمكن أن يعمل هذا إما في وجود أو عدم وجود الأكسجين. ينتج البيروفات في وجود الأكسجين. يتم إنتاج جزيئين ATP كصافي الطاقة.

يمكن التعبير عن رد الفعل العام على النحو التالي:

الجلوكوز + 2 NAD⁺+ 2 P_i+ 2 ADP → 2 بيروفات + 2 NADH + 2 ATP + 2 H⁺+ 2 H_{2O + الحرارة}

يتأكسد Pyruvate إلى acetyl-CoA و CO_{2بواسطة مركب نازعة هيدروجين البيروفات (PDC). إنه موجود في الميتوكوندريا من حقيقيات النوى والعصارة الخلوية بدائيات النوى.}

2. دورة حامض الستريك

تسمى دورة حمض الستريك أيضًا دورة كريبس وتحدث في مصفوفة الميتوكوندريا. هذه عملية مكونة من 8 خطوات تتضمن أنواعًا مختلفة من الإنزيمات والإنزيمات المساعدة. الربح الصافي من جزيء جلوكوز واحد هو 6 NADH و 2 FADH_{2 وو 2 GTP.}

3. نظام نقل الإلكترون

يُعرف نظام نقل الإلكترون أيضًا باسم الفسفرة المؤكسدة. في حقيقيات النوى ، تحدث هذه الخطوة في كرستيات الميتوكوندريا.

ما هو التخمير اللاهوائي؟

التخمير اللاهوائي هو عملية تؤدي إلى انهيار المركبات العضوية. تقلل هذه العملية النيتروجين إلى أحماض عضوية والأمونيا. يتم إطلاق الكربون من المركبات العضوية بشكل أساسي على هيئة غاز الميثان (CH₄). قد يتم استنشاق جزء صغير من الكربون لأن CO_{2تستخدم تقنية التحلل التي حدثت هنا في التسميد. يحدث التحلل في أربع مراحل هي: التحلل المائي ، والتولد الحمضي ، وتولد الأسيتات ، وتكوين الميثان.}

عملية التخمير اللاهوائي

1. التحلل المائي

C₆H₁₀O₄+ 2H_{2 O → C}6_H12_O6_{+ 2H}2

2. تكوين الحمض

C₆H₁₂O₆↔ 2CH_{3 CH}2_{OH + 2CO}2

C₆H₁₂O₆+ 2H_{2 ↔ 2CH}3_CH2_{COOH + 2H}2_O

C₆H₁₂O₆→ 3CH_{3 COOH}

3. تولد الأسيتات

CH₃CH₂COO^-+ 3H₂O ↔ CH₃COO^-+ H⁺+ HCO₃^-+ 3H₂

C₆H₁₂O₆+ 2H_{2 O ↔ 2CH}3_{COOH + 2CO}2_{+ 4H}2

CH₃CH₂OH + 2H₂O ↔ CH₃COO^-+ 2H₂+ H⁺

4. تكوين الميثان

CO₂+ 4H₂→ CH₄+ 2H_2O

2C₂H₅OH + CO₂→ CH₄+ 2CH_3COOH

CH₃COOH → CH₄+ CO₂

ما الفرق بين التخمير الهوائي واللاهوائي؟

خصائص التخمر الهوائية واللاهوائية

استخدام الأكسجين:

التخمير الهوائي: التخمير الهوائي يستخدم الأكسجين.

التخمير اللاهوائي: التخمر اللاهوائي لا يستخدم الأكسجين.

ATP العائد:

التخمير الهوائي: التخمير الهوائي ينتج 38 جزيء ATP

التخمير اللاهوائي: التخمر اللاهوائي لا ينتج جزيئات ATP.

الحدوث:

التخمير الهوائي: يحدث التخمير الهوائي داخل الكائنات الحية.

التخمر اللاهوائي: يحدث التخمر اللاهوائي خارج الكائنات الحية.

مشاركة الكائنات الحية الدقيقة:

التخمير الهوائي: لا توجد كائنات دقيقة متورطة

التخمير اللاهوائي: الكائنات الحية الدقيقة متورطة

درجة الحرارة:

التخمير الهوائي: درجة الحرارة المحيطة غير مطلوبة لهذه العملية.

التخمير اللاهوائي: درجة الحرارة المحيطة مطلوبة للعملية.

تقنية:

التخمير الهوائي: التخمير الهوائي هو طريقة لإنتاج الطاقة.

التخمير اللاهوائي: التخمر اللاهوائي هو طريقة تحلل

مراحل:

التخمير الهوائي: تشمل المراحل تحلل السكر ودورة كريبس ونظام نقل الإلكترون

التخمير اللاهوائي: التخمير اللاهوائي لا يحتوي على تحلل أو مراحل أخرى.

CH_{4الإنتاج:}

التخمير الهوائي: التخمير الهوائي لا ينتج CH_4.

التخمير اللاهوائي: التخمير اللاهوائي ينتج CH_4.